Antibiotika er pålitelige våpen mot mange typer bakteriesykdom, men voksende motstand mot medisinene er et stort problem. "Patogener skaffer seg motstand raskere enn vi kan introdusere nye antibiotika, og dette forårsaker en menneskelig helsekrise, " sier biokjemiker Kim Lewis ved Northeastern University.
Lewis er en del av et team som nylig avduket et lovende antibiotikum, født fra en ny måte å tappe kreftene til jordmikroorganismer. I dyreforsøk viste teixobactin seg effektiv til å drepe et bredt utvalg av sykdomsfremkallende bakterier - også de som har utviklet immunitet mot andre medisiner. Forskernes beste forsøk på å skape mutante bakterier med resistens mot stoffet mislyktes, noe som betyr at teixobactin kan fungere effektivt i flere tiår før patogener naturlig utvikler resistens mot det.
1900-tallets "antibiotika-æra" introduserte en vidt vellykket, målrettet innsats mot sykdomsfremkallende bakterier. Legemidler som penicillin og streptomycin ble navn på husholdninger, og millioner av mennesker hadde godt av dem.
Men utbredt bruk - og misbruk, som at pasienter ikke tok medisinene ordentlig - betydde at bakterier begynte å jobbe overtid for å utvikle resistens mot antibiotika. Nå er noen patogener, inkludert noen stammer av tuberkulose, resistente mot alt tilgjengelig antibiotika. Fordi resistens kan utvikle seg raskt, blir de høye kostnadene ved medikamentutvikling ikke sett på som å ha langsiktig verdi, og færre nye antibiotika når frem til markedet.
En del av problemet har vært problemer med å vokse de mest lovende kandidatene i laboratoriet. Naturlige mikrobielle stoffer fra jordbakterier og sopp har vært roten til den mest utviklingen av antibiotika i løpet av det siste århundret. Men bare omtrent en prosent av disse organismer kan dyrkes i et laboratorium. Resten, i svimlende antall, har forblitt ukulturelt og av begrenset bruk for medisinsk vitenskap, frem til nå.
Lewis og teamet hans bestemte seg for en annen tilnærming. "I stedet for å prøve å finne ut de ideelle forholdene for hver og en av de millioner av organismer der ute i miljøet, for å la dem vokse i laboratoriet, dyrker vi dem ganske enkelt i deres naturlige miljø der de allerede har de forholdene de har behov for vekst, sier han.
For å gjøre dette, laget teamet en dings som smør en jordprøve mellom to membraner, hver perforert med porer som lar molekyler som næringsstoffer diffundere gjennom, men ikke tillater passering av celler. "Vi bruker den bare for å lure bakteriene til å tro at de er i sitt naturlige miljø, " sier Lewis.
Teamet isolerte 10 000 stammer av ukulturerte jordbakterier og forberedte ekstrakter fra dem som kunne testes mot ekle patogene bakterier. Teixobactin fremsto som det mest lovende stoffet. Mus infisert med bakterier som forårsaker infeksjoner i øvre luftveier (inkludert S. aureus eller Streptococcus pneumoniae ) ble behandlet med teixobactin, og medikamentet slo ut infeksjonene uten merkbare toksiske effekter.
Det er sannsynlig at teixobactin er effektivt på grunn av måten det retter seg mot sykdom: Legemidlet bryter ned bakteriecellevegger ved å angripe lipidmolekylene som cellen skaper organisk. Mange andre antibiotika er rettet mot bakterienes proteiner, og genene som koder for disse proteinene kan mutere for å produsere forskjellige strukturer. Det betyr at stoffets angrep ikke alltid er effektivt, så noen hardføre bakterier kan overleve for til slutt å bidra til å bygge en resistent belastning.
Et eksisterende antibiotikum som også retter seg mot lipidcelleveggsforløpere, vankomycin, fungerte effektivt i nesten 40 år før bakterier utviklet resistens. Den nye forbindelsen er betydelig bedre beskyttet mot resistens enn vankomycin, så det kan ha en veldig lang effektivitet, melder teamet i dag i tidsskriftet Nature .
I dag kan teixobactin kurere infeksjonsmus, noe som er en god start, og medikamentet er kanskje to år unna å starte de kliniske testene som til slutt kan føre til godkjenning for behandling av mennesker. Og lovende som det kan være, representerer teixobactin bare toppen av isfjellet, sier Lewis. Hvem vet hva som kan finnes blant de mange millionene ukulturerte jordbakterier-artene?
"Det er en enorm kilde til nye antibiotiske forbindelser, " sier Lewis. “Du kunne tenke deg alle slags forbindelser som kunne være der og kunne gjøre alle slags ting. Selv bortsett fra antibiotika har forbindelsene du får fra jordmikroorganismer også blitt brukt til å utvikle kreftmedisiner, immunsuppressiva og antiinflammatorier. Så egentlig er disse bakteriene veldig flinke til å lage antibiotika, men det er definitivt mange andre terapeutiske midler som de også kan lage. ”
